一、绪论
（一）研究背景
1.时发表展的需要
随着时间悄然来到二十一世纪，人类文明逐步走进信息化、工业化时代。信息化进一步推动和加快了全球化的脚步，科学技术创新不可避免的成为全球化浪潮中各个国家竞争的焦点之一。在这样的时代背景中，一方面，各种信息和技术的传播更加便捷，教师和学生都处在多种多样的信息资源中，使得现代物理教育开始面对更加发散和开放的环境。另一方面，国际科学教育改革关注学生像科学家一样“做”科学，因而物理教育也正面对着更大的挑战和发展空间。与此同时，当前教育普及程度的进一步提高，使得科学教育的目的产生了变化，进一步要求物理教育能够培养学生更加深刻的科学观念和较高的科学素养。综上诸多因素表明，物理教育应在广度和深度上适应时代的发展的需要。
2.我国课程改革的深化
随着课程改革的不断推进，新的课程理念逐渐渗透于教学的各个方面。高中物理新课程改革的基本理念指出：“高中物理课程旨在进一步提高学生的科学素养，从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个方面培养学生，为学生终身发展、应对现代社会和未来发展的挑战奠定基础；在课程实施上注重自主学习，让学生积极参与、乐于探究、用于实验、勤于思考，提倡教学方式多样化，通过多样化的教学方式，帮助学生学习物理知识与技能，培养其科学探究能力，逐步形成科学态度与科学精神。”可见新课程理念注重学生体验科学发现的过程，经历过程中的心理活动。适应国际科学教育改革关注学生像科学家一样“做”科学的新趋势。
3.学生发展的需要
传统的基础物理教育往往只注重知识灌输，忽视学生对于过程的体验和感悟，不注重从学生的心理方面考虑对学生进行教育。随着教育理念的转变，国际科学教育改革更关注要让学生像科学家一样做科学，学生学习的心理过程要向科学家进行科学发现的心理过程靠近，学生切身体会科学发现才能有的独立见解。心理学领域的研究成果以及新进展对人类科学发现活动和教育活动具有非常重要的启示，特别是在揭示学生发展所遵循的心理学规律方面逐渐显示出巨大的作用。学生在认识物理以及科学本质的过程中，心理上的发展及其规律如果能被教育工作者善加利用和引导，对学生科学观的发展和进
本文主要对历史上科学发现的过程中科学家的动机以及一系列心理过程进行思考，利用心理学理论对此进行分析。通过分析，探索科学发现过程对中学物理教学的启示。由于心理学的一些理论不足以分析人类复杂的心理现象；某些理论流派互为补充，所以本文采取认知心理学，人本主义心理学等相结合的方式，分析科学家在科学发现过程中的关键性心理现象。对于中学物理教学得到两方面启示：教育工作者在中学物理教育培养学生动机的过程中，应注重学生的世界观对动机产生的影响，认识到学生有对“理解”的需要，从需要的角度培养学生的高层次动机。在教师的主导作用发挥方面，关注学生心理变化和心理特点，并在教育教学实践中以此为依据采取恰当的教学方式。
二、理论基础
心理学的许多理论具有持久性、发展性、开放性以及多元性，同时心理学理论及其流派之间盘根错节，其理论之间偶有矛盾，但又相互补充。已经成为人们分析心理过程、重新认识他人从而审视自己的相对坚实依据之一。
（一）人本主义心理学
1.人本主义心理学对人和科学的观点
人本主义心理学是在二战之后的社会背景下蓬勃发展起来的，其观点反对行为主义者把人的行为当成“刺激—强化”的简单过程，同时对精神分析理论将人作为客体的决定论也进行了无情的批判。认为人是积极的、主动的、自主的，有能力控制自己的行为，决定自己的命运，人是自由有理性的，并富有创造性的。对科学的心理学解释起源于这样一种敏锐的认识，科学是人类的创造，而不是自主的、非人类的或者具有自身固有规律的纯粹的“事物”；科学产生于人类的动机，它的目标是人类的目标。
2.人本主义心理学的动机理论
人本主义心理学家马斯洛对于动机做过深入的研究，并且专门介绍了科学与动机的关系。科学是被人类创造和发展的，人类的目标决定着科学的目标。所以科学的面貌不完全是客观的，它不只由现实的性质决定，人类的需要所激发的动机也很大程度地影响着科学。在马斯洛的需要层次理论中，人类的动机是由需要激发的，包括生理方面的需要、安全的需要、归属与爱的需要、尊重需要和自我实现需要五类；同时还有审美的需要和认知的需要，这两种需要一般被认为处于尊重的需要和自我实现的需要之间。
（二）认知心理学
认知心理学认为，人的心理过程应该是积极的、主动的。认知心理学的的研究以认知过程为研究对象，通过对思维、记忆、感知等的内部过程的分析，解释人类认知心理的奥秘。
1.建构主义教学理论
建构主义与认知发展。心理学家皮亚杰最早在他的发生认识论中提出建构主义的思想，后在维果茨基等人的工作中取得进一步发展。建构主义的主要观点是，认为人类所掌握的知识是自主建构的，科学也是科学家们按照人类的意图建构的，所以知识并不是客观的。皮亚杰的观点认为，知识的建构是人们通过自身原有的知识，对新的知识进行顺应、同化的结果。维果茨基则强调原有知识对于新知识具有支架作用。社会建构主义还进一步认为，交流中的争论，意见的交换和综合等，对建构知识也起着相当大的促进作用。总之，不仅个人自身的新旧知识之间产生的内部作用会对建构知识产生作用，人与人之间的知识也会对知识的建构产生作用。所以受建构主义的教学理论的启发，物理教学应该要求教育工作者把学习者作为建构知识的主体，并重视学习者的主体地位，以学生为中心展开教学活动。教师要重视学生的已有经验和知识背景，要为学生提供丰富的材料资源和知识框架，并在这样的过程中帮助学生掌握知识的整体结构，给学生足够的空间对知识进行自主选择和主动建构，发展学生的创造性和解决问题的能力。在保证学生独立思考，主动建构的同时，加强合作学习能力的培养，让学生在交流合作中获得更广阔的视野，从而建构对知识更深刻的理解。充分利用个人自身的新旧知识之间产生的内部作用和人与人之间的作用来帮助学生建构新的知识。
一、绪论..............................................1
（一）研究背景.........................................1
（二）研究意义....................................2
（三）研究现状...................................2
（四）研究思路与方法............................9
（五）研究内容与框架...................10
二、理论基础....................................... 11
（一）人本主义心理学.........................11
（二）认知心理学.....................................13
三、案例研究...................................................17
（一）牛顿与万有引力定律..................................17
（二）爱因斯坦与相对论.......................................20
（三）狄拉克方程.................................24
结论
本文从心理学角度对科学家的科学发现过程进行分析，希望找到关于科学家伟大成就背后的心理因素及其成因，主要对科学家的高层次动机和认知过程进行思考。所做工作是对科学家及其科学发现相关的历史文献进行梳理和分析，前期也做了大量心理学基本理论的学习和思考，运用这些理论对历史资料进行进一步的分析，探索对中学物理教学的启示。
笔者深知，无论是科学家还是其他人，其经历、思想、人格特征等都是不可复制的，但仍然希望科学家们的优秀的心理品质，能在中学物理教学中得到教育工作者的重视，能在我国当代学生中有所继承和发扬。同时希望从中找到的启示能对中学物理教育教学有所启发，培养出具有高层次动机和自主认知能力的中学生。爱因斯坦曾经对韦特海默说“有没有什么途径可以真正了解思维的奇迹，我没有把握。然而想深入了解思维过程中到底发生了什么的企图一定是对的……”心理学理论及其流派之间盘根错节，其理论之间偶有矛盾，又相互补充。但有些理论仍有不足之处，或许现在的心理学理论仍然不能完全全面和细致的解释科学家以及人类，但笔者认为在学生为中心的教学理念下，将心理学理论应用于教学也是大有裨益的。
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